Avaliação do balanço energético e dos impactos ambientais do processo de produção de metanol a partir do bagaço de cana-de-açúcar, utilizando a ACV.

O presente trabalho objetiva a realizar uma avaliação ambiental e energética do processo de produção do metanol a partir de bagaço de cana-de-açúcar, para as condições brasileiras. Para tal, foi proposto que uma planta de metanol fosse suprida de bagaço excedente originado de uma usina de açúcar e álcool e destilaria autônoma. Assim quatro diferentes configurações foram propostas através de quatro estudos de caso, os quais são constituídos por uma planta de cogeração, de metanol e em dois estudos de caso por uma destilaria autônoma e nos outros dois por uma usina de açúcar e álcool. Os sistemas de cogeração foram equipados com turbinas a vapor de condensação/extração (CEST), e num dos estudos de caso aplicou conceitos avançados de cogeração, especificamente a tecnologia BIG-GT (Biomass Integrated Gasifier-GasTurbine). Para a avaliação dos estudos sob o ponto de vista ambiental e termodinâmico, foi utilizada a Análise do Ciclo de Vida e indicadores de desempenho baseados na Primeira e Segunda Lei da Termodinâmica. Também foi feita uma análise exergoambiental, aplicando conceitos de Termoeconomia para determinar o impacto ambiental da exergia destruída. Os resultados obtidos da Análise do Ciclo de Vida mostraram que a produção de biocombustíveis a partir da rota de gaseificação precisa de melhorias no que diz respeito, por exemplo, no processo de limpeza do gás de síntese, a fim de reduzir as emissões de poluentes. Como também o processo ainda precisa de um maior desenvolvimento tecnológico a fim de aumentar a conversão de biomassa a biocombustível líquido. Outro aspecto a ser questionado é a ocupação do solo pelas lavouras de cana-de-açúcar, um problema que almeja uma política regulamentadora, a fim de que as lavouras não seja uma ameaça à produção de alimentos e à diversidade botânica. Quanto às outras formas de obtenção de metanol, por exemplo, o metanol produzido a partir do gás natural, os resultados mostraram que este combustível apresenta uma eficiência energética do ciclo de vida duas vezes maior em relação ao metanol produzido do bagaço. Porém os impactos ambientais daquele chega a ser 2,5 vezes maior em relação a este, sendo esta uma das grandes vantagens que deve ser discutida quando se procura buscar a renovabilidade dos processos térmicos

Municipal Solid Waste Management and Energy Recovery

The contribution of this chapter is to deepen and widen existing knowledge on municipal solid waste (MSW) management by analyzing different energy recovery routes for MSW. The main aspects related to the composition of waste are addressed, as well as the technological routes for thermochemical and biochemical energy usage. Within the thermochemical route, incineration is currently the most utilized technology for energy recovery of waste, with generation of electricity and heat and also a decrease in the volume of the produced waste. Gasification and pyrolysis are alternatives for the production of chemical products from wastes. The biological route is an interesting alternative for the utilization of the organic fraction of MSW, as aerobic or anaerobic processes enable the production of biogas and of a compound that can be utilized as a fertilizer. Depending on the size of the population, composition of waste, and products to be obtained (energy or chemical), more than one technology can be combined for a better energy usage of waste

Uso de Técnicas de Otimização Robusta Multi-Objetivos na Produção de Cimento.

Este trabalho consiste na elaboração de um modelo matemático de otimização de múltiplos objetivos, aplicado na produção do clínquer, principal constituinte do cimento. As funções objetivo são custo, variância do custo e emissão de dióxido de enxofre. A função custo tem a finalidade de reduzir os custos relacionados ao consumo de matéria-prima, combustível e energia elétrica. A função variância do custo tem o objetivo de reduzir a variabilidade da função custo em torno do ponto ótimo. Por último, a função emissão de dióxido de enxofre com o objetivo de minimizar o impacto ambiental. As funções objetivo estão sujeitas a restrições de ordem operacional e de qualidade do clínquer. A ponderação delas é feita pelas técnicas: Método de Ponderação dos Objetivos, Método do Critério Global e Análise Hierárquica do Processo. Enquanto a obtenção dos pontos ótimos, estes são determinados através dos algoritmos de otimização: Programação Sequencial Quadrática e Algoritmo Genético, desta forma os resultados são comparados para diferentes técnicas aplicadas

Environmental and Energetic Evaluation of Refuse-Derived Fuel Gasification for Electricity Generation

In this work, an energetic and environmental evaluation of the electricity generation process through refuse-derived fuel (RDF) gasification coupled to a gas microturbine (GM) was performed. Two scenarios are considered with different gasification agents in RDF gasification modeling: air and air enriched with oxygen. A thermodynamic chemical equilibrium approach was used to analyze the gasification parameters. The results of RDF gasification indicate a maximum value of syngas low heating value (LHV) equal to 8.0 MJ/Nm3, obtained for an equivalence ratio of 0.3. The use of these syngas in the gas microturbine produces 79.6 kW of electrical power. For the environmental evaluation of gasification and electricity generation systems, the Life Cycle Assessment methodology was employed. The calculated environmental impacts indicate that the emission of contaminants from fossil fuel combustion (in the stage of transport by heavy load vehicles) and that the electricity consumption for equipment operation (in the stage of municipal solid waste pretreatment) contributes to environmental pollution. On the other hand, electricity generation through GM presented lower environmental impact for all analyzed categories, suggesting that the electricity generation from gas obtained from gasification could be a viable option for thermochemical conversion of RDF and its subsequent energetic use